基于电子线路设计中抗干扰技术的几点分析

清大智能（北京）科技有限公司 马艳军

基于电子线路设计中抗干扰技术的几点分析

清大智能（北京）科技有限公司 马艳军

随着现代生活水平的提高，电子产品已经成为人们日常生活中的一个重要组成部分，而在实际的设计以及生产制造过程中会由于多方面因素的影响，使得电子产品受到干扰，从而影响到电子产品使用的安全性，因而在实际的设计中需要重视抗干扰技术的应用。本文分析的是基于电子线路设计中抗干扰技术，全文从电子干扰主要来源、常用抗干扰技术以及电子线路设计中的抗干扰技术等方面进行分析。

电子线路设计；抗干扰技术；总结分析

电子线路中存在的干扰会对电子产品的实际使用留下一定的安全隐患，如果想要保证电子线路的正常、稳定、安全运行，就需要在设计阶段重视抗干扰技术的应用，从而减少电子产品在使用期间出现的干扰，本文结合笔者工作经验，就基于电子线路设计中抗干扰技术问题进行如下分析：

一、电子干扰主要来源分析

明确电子干扰的来源，才能够针对性的采取措施消除电子干扰，现阶段，电子干扰来源主要有以下几点：（1）电子元件本身质量不符合要求、电子元件的参数选择不当等，这些会造成实际生产制造的电子产品在后期使用过程中，运行的安全性和稳定性难以保证，相应的不仅会影响到电子产品的正常使用，而且严重的可在使用过程中引发安全事故。这就要求在实际的电子线路设计中，选择的电子元件必须要满足电子线路的实际要求，保证电子元件满足质量可靠性要求，与此同时，合理选择相关电子元件参数，进而避免由于电子元件质量不合格或者是参数选择不当产生的电子干扰；（2）设计的印制板存在着不合理性，该因素属于电子干扰的主要因素，印制板属于电子线路存在的重要平台，在电子产品电气性能发挥中具有重要作用。电子产品的正常工作性能会直接受到印制板设计合理性和科学性的影响，与此同时，电子产品的使用性能还会受到布线方式以及布局合理性的影响。如果印制板设计存在缺陷，很容易造成电子线路在使用中出现电子干扰。这就要求在实际的电子产品设计中，需要明确不同电子产品的生产工艺、生产要求以及使用条件等相关因素，在综合多项因素后保证印制板设计的合理性，从而消除电子干扰的产生；（3）电子产品在使用环境中电磁波对电子设备的影响，电子产品在实际使用中，由于环境中存在着较多的电磁波，而这些电磁波会对电子设备的正常工作产生影响，在电磁波较为强烈的情况下，还有可能阻碍电子产品的工作信号[1]。

二、常用抗干扰技术分析

在明确电子干扰来源的基础上，还需要掌握常用的抗干扰技术，在抗干扰技术中使用较多的就是电磁兼容技术，英文缩写为EMC，也就是在电磁波运行环境下，通过对电子设备的高标准要求，使得实际电子产品使用不会受到电磁环境影响，具体的抗干扰技术主要有以下几点：

1电磁兼容性

电子线路中的组成较多，比如：电感器、电阻器、电容器、导线、变压器等。电子线路中有电压和电流存在时，带电元件周边可产生电场，同时载流体周围也会产生磁场。这种电磁场将会对电子线路产生电子干扰，此时在消除电磁对电子线路影响方面，可采用以下措施：减少信号传输中的畸变、微控制的频率应较低、接地线的有效处理、电源噪声的控制、信号线之间交叉干扰的最小化、元器件和印刷线板之间的高频性等。比如在电源噪声控制方面，电容、电感、电阻可组成滤波电路。通过滤波器可将电源线中某一确定的频率或者是某个频率之外的频率进行有效滤除，从而最终得到某一特定频率的电源信号，减少多种频率对电子线路造成的干扰。图1所示即为交流电源进线加滤波器的接线示意图。

图1 交流电源进线加滤波器

2.复杂的电磁干扰

在接收无用电磁波过程中可产生干扰，同时外部存在的噪声也会形成干扰，相应的可形成电磁干扰，具体的电磁干扰包括传导干扰和辐射干扰。所谓的传导干扰也就是在导电介质作用下使得某一电网络信号耦合到了另一个电网络信号上面，从而产生干扰，而辐射干扰则指的是在空间作用下使得某一信号耦合到了另一个电网络信号中。实际的电磁干扰之间较为复杂，总体而言可分为以下几个类型：强电和强电之间的干扰、弱电和弱电之间的干扰、自然界电磁现象存在的干扰、强电对弱电产生的干扰、电磁对于生态的影响等。

在实际的处理中，由于电磁干扰较为复杂，在采取措施进行抗干扰前，需要明确电子产品的使用场所，进而确定出电子产品在使用过程中周边环境中可能存在的干扰源，进而消除干扰源；合适的电子元件器材是保证抗干扰技术发挥作用的基础，从而能够提高抗干扰能力；此外就是对于每一款电子产品都需要明确其生产工艺、国内生产标准、国外生产标准等，这样便于在实际设计中保证布局的合理性，提高抗干扰能力[2]。

三、电子线路设计中抗干扰技术分析

电子线路在抗干扰技术设计中需要从不同的角度入手，提高电子产品的抗干扰能力，在具体的设计中应注意以下几点：（1）科学的进行PCB（印制电路板）布局，保证布局的合理性，在实际的设计中需要全面的分析PCB的尺寸，同时兼顾设计的合理性、科学性以及经济性，保证PCB有较强的抗噪能力以及阻抗能力。在PCB尺寸确定后，进一步对相关元件进行细化分析，尤其是一些特殊的电子元件，依靠有效的布局，保证PCB有较好的抗干扰能力；（2）PCB抗干扰设计中需要严格遵循基本的设计原则，比如熟练掌握国内相关设计标准中对于抗干扰设计的基础参数要求等。在具体的PCB设计中，科学的控制电路上下沿跳变速率，巧妙的使用低电阻串联，在优化时钟信号电路控制中可将时钟信号周边的电势进行控制，一定程度上能够将时钟线缩短。尽可能印制板边缘和驱动电路靠近。科学布线从而减少高频信号在在发射过程中可能出现的耦合。保证整个PCB的抗干扰设计；（3）尽可能的将原件引脚缩短，在走线过程中应该和部分干扰敏感性较强的元件保持一定距离，从而减少干扰。

四、实例分析

小型串激电动机在现阶段电子线路中应用较为广泛，在实际应用中具有动力矩较大的优势，在实际的应用中，小型串激电动机中的电刷属于一个接点，在工作中通过反复性的接通和断开实现其功能，由于电机电刷的反复性接通和断开，所以实际的电流也会呈现出复发性的断开和接通，在电流反复接通和断开瞬间，有瞬时的反冲电压以及冲击电流的存在，一定程度上可形成干扰源，在具体的干扰过程中，干扰源能够通过电源线的传输对其它电路产生干扰，与此同时，还会因为高频电流以及电刷火花产生直接的辐射。

根据这一分析，可在电机回路中加入滤波电路，这样可降低电机在运行期间产生的电磁噪声。图2所示即为小型串激电动机抗干扰技术的设计电路图，其中C1、C2、C3属于陶瓷电容，C1、C2接电机外壳，其中C1=C2=4700PF，C3=0.01uF，L1=L2=100uH。其中C1、C2应该接地可靠，而且公共接点的阻抗应尽可能的小。C1、C2的接地外壳和电机座之间连接距离应该尽可能的小，C2和C1采用的是穿心电容。为防止出现噪声耦合，要求输入和输出线之间不宜靠近。

图2 电子线路设计示意图

五、结束语

电子产品在实际设计中应明确主要的干扰源以及电子产品的使用环境等，同时掌握常见的抗干扰技术，进而在电子线路设计中依据相关标准规范，科学的布局和布线，提高电子线路的抗干扰能力。

[1]高娅.对电子线路设计中抗干扰技术的几点分析[J].科技展望,2016(36).

[2]唐慧萍.分析EDA技术的特征及其在电子线路设计中的应用[J].电子技术与软件工程,2015(14).